Name: La transmisión de señales múltiples a través de una fibra óptica Uso de frente de onda Shaping (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 43 s
Description: Aprende a transmitir múltiples señales luminosas independientes a través de una fibra óptica multimodo utilizando conformación de frente de onda con moduladores espaciales de luz. Esta técnica avanza la biofotónica y las comunicaciones.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Se agradece el apoyo financiero de DFG (fundación alemana de investigación, proyecto CZ 55/30-1) para partes de este trabajo.

1. Montaje de la configuración experimental <ol><li> Preparación del lado proximal <ol><li> Colocar y fijar el láser emite un haz de luz colimada - o utilizar un láser de fibra acoplado con la óptica de colimación en la faceta de salida de la fibra. </li><li> Poner el divisor de haz polarizante (PBS) para dividir el haz de láser en referencia y haz objeto. Girar la orientación de las placas de media onda (PMR) por la rotación de la PMR en su rotación de montaje hasta que la potencia de haz de referencia y haz objeto (en el lado distal) es aproximadamente la misma. Marque esta poniendo una pantalla en tanto referencia y haz objeto. Elige la orientación de la PBS de manera que la polarización del haz de referencia se ajusta a la modulador espacial de luz sensible a la polarización (SLM). </li><li> Poner un divisor de haz (BS) en el haz de referencia para dividir el haz de referencia en dos haces. Coloque los moduladores ópticos (OM) tales que estos dos haces procedentes de BS1 pueden pasar OM1 y OM2, respectivamente. &lt;/ Li&gt; <li> Combinar los dos haces que pasan OM1 y OM2 en BS2 que emplea dos espejos. Ajustar los divisores de haz y espejos de manera que ambos haces están separados espacialmente. </li><li> alinear cuidadosamente BS5 para asegurar que la dirección de incidencia de los dos haces es perpendicular al plano de píxeles del SLM, BS3 ignorar y BS4 al principio. Al principio, no aparece nada en el SLM, es decir, actúa como un espejo hasta el final de la calibración (a lo largo paso 2). </li><li> Ajustar la posición y la distancia entre las dos lentes (L) que constituye un telescopio de Kepler con el fin de obtener una imagen nítida del plano de SLM en la cámara semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS). Ver la orientación correcta de la L1 y L2 (lados planos se enfrentan entre sí) para minimizar las aberraciones. </li></ol></li><li> Preparación del lado distal <ol><li> Utilice BS7 para dividir el haz de objeto en dos haces y combinarlos en BS8 que emplea dos espejos. Una vez más, ajustar los divisores de haz y mirrors de modo que ambos haces están separados espacialmente. </li><li> Desvíe ambos vigas usando BS9 para apuntar que el objetivo del microscopio (OBJ). Enfoque OBJ2 en el extremo distal de la fibra multimodo (MMF). Comprobar el enfoque mediante la observación de la reflexión de retorno desde el MMF empleando L3 y un dispositivo de cámara de carga acoplada (CCD). </li></ol></li><li> Conexión proximal y distal <ol><li> Colimar la luz del haz de objeto que sale del MMF empleando OBJ1. </li><li> Dividir el haz objeto utilizando BS6, ignorar el polarizador lineal (LP) en un primer momento. Combinar ambos haces de objeto con ambos haces de referencia en BS3 y BS4 empleando un espejo. Ajuste los divisores de haz y espejos de manera que cada par de referencia y la superposición haz de objeto en el SLM, cruzándose con un ángulo pequeño (menos de 1 °). </li><li> Asegúrese de que el poder de la referencia y el haz objeto son aproximadamente iguales girando la orientación de la PMR, de acuerdo con el paso 1.1.2. </li><li> Compruebe la interferencia pattern (holograma fuera de eje) en el CMOS de la cámara y ajustar el ángulo de intersección en consecuencia. Aumentar el ángulo, hasta que el espaciado de franjas de interferencia más o menos es igual al tamaño de dos píxeles de la cámara CMOS. </li><li> Ajustar la orientación de la LP para que coincida con la polarización de objeto y del haz de referencia con el fin de obtener un contraste máximo de la figura de interferencia de la imagen de la cámara CMOS en, por lo que la imagen de la cámara muestra franjas distintas. </li></ol></li></ol> 2. Calibración de la cadena <ol><li> La calibración de la relación de píxeles entre el MST y CMOS <ol><li> Iluminar toda la SLM utilizando sólo uno de los haces de referencia y bloquear la otra referencia y objetos vigas. </li><li> Capturar una imagen del SLM con la cámara CMOS. </li><li> Obtener las coordenadas de la esquina superior izquierda de la SLM la imagen de cámara CMOS en, por ejemplo, utilizando software de gráficos y el cursor del ratón en el PC. Utilice estas coordenadas en píxeles como el punto de origenen relación con el MST. </li><li> Eliminar todos los bloques de la viga. </li></ol></li><li> Calibración de los caminos de la señal <ol><li> Bloquear tanto haz de referencia y el objeto 2 2 haz. </li><li> Capturar una imagen del holograma con la cámara CMOS. Evaluar la fase en el holograma registrado utilizando el método de espectro angular 19. Calcular la fase invertida en la región correspondiente de la viga 1. </li><li> Quitar los antiguos bloques de viga y ahora bloquear tanto haz de referencia 1 y el objeto viga 1. </li><li> Capturar una imagen del holograma con la cámara CMOS. Medir la fase en el holograma grabado utilizando el método angular del espectro nuevo. Calcular la fase invertida en la región correspondiente de la viga 2. </li><li> Eliminar todos los bloques de la viga. </li></ol></li></ol> 3. transmisión de las señales <ol><li> Bloquear el haz objeto. </li><li> Coser las imágenes de fase invertida calculados en las regiones correspondientes de la viga 1 y 2 juntos y mostrar latoda imagen de la SLM, por lo general mediante el puerto de gráficos por ordenador. </li><li> Iniciar la modulación de las señales de entrada 1 y 2 mediante la activación de OM1 y OM2. </li><li> Observe las señales de salida 1 y 2 de la cámara CCD. </li></ol>

<ol><li>Richardson, D. J., Fini, J. M., Nelson, L. E. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v7/n5/full/nphoton.2013.94.html">Space-division multiplexing in optical fibres.</a> Nat. Photonics. 7 (5), 354-362 (2013).</li>
<li>Kreysing, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+operation+of+optical+fibres+beyond+the+single-mode+regime+facilitates+the+orientation+of+biological+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Dynamic operation of optical fibres beyond the single-mode regime facilitates the orientation of biological cells.</a> Nat. Commun. 5 (5481), 1-6 (2014).</li>
<li>Winzer, P. J. <a target="_blank" href="http://www.osa-opn.org/home/articles/volume_26/march_2015/features/scaling_optical_fiber_networks_challenges_and_solu/">Scaling optical fiber networks: Challenges and solutions.</a> Opt. Photonics News. 26 (3), 28-35 (2015).</li>
<li>Cižmár, T., Dholakia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shaping+the+light+transmission+through+a+multimode+optical+fibre%3A+complex+transformation+analysis+and+applications+in+biophotonics%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Shaping the light transmission through a multimode optical fibre: complex transformation analysis and applications in biophotonics.</a> Opt. Express. 19 (20), 18871-18884 (2011).</li>
<li>Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Millisecond-timescale%2C+genetically+targeted+optical+control+of+neural+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity.</a> Nat. Neurosci. 8 (9), 1263-1268 (2005).</li>
<li>Philipp, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+HiLo+microscopy+employing+an+electrically+tunable+lens%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Volumetric HiLo microscopy employing an electrically tunable lens.</a> Opt. Express. 24 (13), 15029-15041 (2016).</li>
<li>Büttner, L., Leithold, C., Czarske, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interferometric+velocity+measurements+through+a+fluctuating+gas-liquid+interface+employing+adaptive+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Interferometric velocity measurements through a fluctuating gas-liquid interface employing adaptive optics.</a> Opt. Express. 21 (25), 30653-30663 (2013).</li>
<li>Vellekoop, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feedback-based+wavefront+shaping%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Feedback-based wavefront shaping.</a> Opt. Express. 23 (9), 12189-12206 (2015).</li>
<li>Mahalati, R. N., Askarov, D., Wilde, J. P., Kahn, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+control+of+input+field+to+achieve+desired+output+intensity+profile+in+multimode+fiber+with+random+mode+coupling%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Adaptive control of input field to achieve desired output intensity profile in multimode fiber with random mode coupling.</a> Opt. Express. 20 (13), 14321-14337 (2012).</li>
<li>Caravaca-Aguirre, A. M., Niv, E., Conkey, D. B., Piestun, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+resilient+focusing+through+a+bending+multimode+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Real-time resilient focusing through a bending multimode fiber.</a> Opt. Express. 21 (10), 12881-12887 (2013).</li>
<li>Cižmár, T., Dholakia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploiting+multimode+waveguides+for+pure+fibre-based+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Exploiting multimode waveguides for pure fibre-based imaging.</a> Nat. Commun. 3, 1027(2012).</li>
<li>Yaqoob, Z., Psaltis, D., Feld, M. S., Yang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+phase+conjugation+for+turbidity+suppression+in+biological+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Optical phase conjugation for turbidity suppression in biological samples.</a> Nat. Photonics. 2 (2), 110-115 (2008).</li>
<li>Ma, C., Xu, X., Liu, Y., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-reversed+adapted-perturbation+%28TRAP%29+optical+focusing+onto+dynamic+objects+inside+scattering+media%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Time-reversed adapted-perturbation (TRAP) optical focusing onto dynamic objects inside scattering media.</a> Nat. Photonics. 8 (12), 931-936 (2014).</li>
<li>Lee, K., Lee, J., Park, J. H., Park, J. H., Park, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-wave+optical+phase+conjugation+mirror+by+actively+coupling+arbitrary+light+fields+into+a+single-mode+reflector%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">One-wave optical phase conjugation mirror by actively coupling arbitrary light fields into a single-mode reflector.</a> Phys. Rev. Lett. 115 (15), 153902(2015).</li>
<li>Cui, M., Yang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implementation+of+a+digital+optical+phase+conjugation+system+and+its+application+to+study+the+robustness+of+turbidity+suppression+by+phase+conjugation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Implementation of a digital optical phase conjugation system and its application to study the robustness of turbidity suppression by phase conjugation.</a> Opt. Express. 18 (4), 3444-3455 (2010).</li>
<li>Hillman, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+optical+phase+conjugation+for+delivering+two-dimensional+images+through+turbid+media%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Digital optical phase conjugation for delivering two-dimensional images through turbid media.</a> Sci. Rep. 3, UK. (2013).</li>
<li>Papadopoulos, I. N., Farahi, S., Moser, C., Psaltis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focusing+and+scanning+light+through+a+multimode+optical+fiber+using+digital+phase+conjugation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Focusing and scanning light through a multimode optical fiber using digital phase conjugation.</a> Opt. Express. 20 (10), 10583-10590 (2012).</li>
<li>Czarske, J. W., Haufe, D., Koukourakis, N., Büttner, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transmission+of+independent+signals+through+a+multimode+fiber+using+digital+optical+phase+conjugation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Transmission of independent signals through a multimode fiber using digital optical phase conjugation.</a> Opt. Express. 24 (13), 15128-15136 (2016).</li>
<li>Kim, M. K. <a target="_blank" href="http://spie.org/Publications/Journal/10.1117/6.0000006">Principles and techniques of digital holographic microscopy.</a> SPIE Rev. 1 (1), 01800501-01800550 (2010).</li>
<li>Gu, R. Y., Mahalati, R. N., Kahn, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+flexible+multi-mode+fiber+endoscope%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Design of flexible multi-mode fiber endoscope.</a> Opt. Express. 23 (21), 26905-26918 (2015).</li>
<li>Katz, O., Small, E., Bromberg, Y., Silberberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v5/n6/full/nphoton.2011.72.html">Focusing and compression of ultrashort pulses through scattering media.</a> Nat. Photonics. 5 (6), 372-377 (2011).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

El montaje de la configuración experimental (paso 1 en el protocolo) requiere una alineación completa de los componentes ópticos con respecto a la otra. El aspecto más importante es la incidencia rectangular de los haces de referencia en el SLM con el fin de garantizar un alto PBR. Con el fin de mejorar la configuración de más de dos señales de transmisión, se podrían utilizar divisores de haz adicionales. Como alternativa, una implementación basada en fibra sería más compacto y robusto que ...

La transmisión de múltiples señales de luz a través de una fibra multimodo (MMF) es evidente en las comunicaciones de ingeniería 1 y 2 biofotónica. En la ingeniería de las comunicaciones, la multiplexación por división espacial (SDM) se cree que es una solución viable con el fin de mejorar la capacidad de transmisión de fibras ópticas para aplicaciones de transferencia de datos futuros que se benefician de una mayor utilización de la limitación de espacio, en comparación con múltiples fibras monomodo 3. En biofotónica, las muestras biológicas son manipulados por transmisión de luz a través de un endoscopio MMF 4. Por ejemplo, el control óptico independiente de las neuronas individuales utilizando endoscopios MMF es de interés para la optogenética con el fin de estudiar las redes neuronales en el cerebro 5. Sin embargo, la luz proyectada sobre la faceta de entrada MMF está sujeta a la distorsión debido a la mezcla y el modo de dispersión durante la propagación de la Output faceta del MMF. Como resultado, la propagación de la luz se altera, lo que hace difícil la transmisión de señales. De frente de onda métodos que configuran 6, 7 se apliquen en la dispersión de los medios de comunicación que utilizan moduladores espaciales de luz (SLM) y permiten la compensación por la distorsión debida a la dispersión durante la propagación de la luz 8. Hay métodos iterativos que optimizan la salida usando una realimentación óptica 9. Estos enfoques son más bien lento debido a la necesidad de numerosas iteraciones y el alto grado de libertad, que corresponde a un gran número de elementos moduladores. Otro enfoque es determinar completamente la distorsión en el MMF se describe por su matriz de transmisión 10. Si el número de modos a transmitir es grande, esto será mucho tiempo también. En contraste, la conjugación de fase óptica digital (DOPC) se considera que esrápido y ventajoso, ya que sólo unos pocos puntos focales deberán ser aportados en la cara de salida de la MMF. Enfoques conjugación de fase también se han demostrado para el enfoque o formación de imágenes a través de tejido biológico 12, 13, 14. Hasta el momento, DOPC se empleó una única señal de tiempo de sólo el 15, 16, y se aplicó para la transmisión de luz a través de un FMM 17. Un enfoque DOPC para múltiples señales independientes no se ha logrado. Hemos desarrollado un método mejorado DOPC proporcionar la transmisión independiente de múltiples señales de luz de frente de onda utilizando individuo conformación para cada señal de empleo de una sola fase de sólo SLM 18. Para este objetivo, el SLM se segmenta en regiones, una para cada señal a transmitir. La configuración experimental propuesto se representa en la Figura 1, Donde se realiza una calibración en a) antes de la transmisión real ocurre en b). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55407/55407fig1.jpg" /> Figura 1: Montaje experimental. BS = divisor de haz, CCD = dispositivo de carga acoplada, OM = modulador óptico, CMOS = semiconductor complementario de óxido metálico, PMR = la mitad de la placa de onda, L = lentes, LP = polarizador lineal, MMF = fibra multimodo, objetivo OBJ = microscopio, PBS = divisor de haz polarizante, el MST = modulador espacial de luz (fase única) - sólo vigas relevantes para (a) la calibración y (b) la transmisión están representados <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55407/55407fig1large.jpg" target="_blank">por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

<table><tbody><tr><td>modulador de luz espacial</td><td>Holoeye</td><td>PLUTO-VIS-016</td><td></td></tr><tr><td>Cámara CMOS</td><td>Mikrotron</td><td>MC4082</td><td></td></tr><tr><td>láser de estado sólido bombeado por diodo</td><td>Láser Quantum</td><td>torus 532</td><td></td></tr><tr><td>Cámara CCD</td><td>IDS</td><td>U3-3482LE-M Cámara CMOS</td><td>; adecuado también</td></tr><tr><td>lente 1</td><td>Qioptiq</td><td>G063204000</td><td></td></tr><tr><td>lente 2</td><td>Lente Qioptiq</td><td>G063203000</td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>Thorlabs</td><td>AC508-180-A-ML</td><td></td></tr><tr><td>fibra multimodo</td><td>Thorlabs</td><td>M14L02</td><td></td></tr><tr><td>divisores de haz</td><td>Thorlabs</td><td>BS013</td><td>9x</td></tr><tr><td>divisores de haz polarizador</td><td>Thorlabs</td><td>PBS251</td><td></td></tr><tr><td>espejos</td><td>Thorlabs</td><td>PF10-03-P01</td><td>5x</td></tr><tr><td>objetivos de microscopio</td><td>Thorlabs</td><td>RMS20X</td><td>2x</td></tr><tr><td>placas de media onda</td><td>Thorlabs</td><td>WPH10M-532</td><td>2x</td></tr><tr><td>polarizador lineal</td><td>Thorlabs</td><td>LPVISB050-MP2</td><td></td></tr><tr><td>moduladores ópticos</td><td>Thorlabs</td><td>MC2000B-EC</td><td>2x</td></tr><tr><td>etapa lineal y de rotación para cámara CMOS</td><td>Thorlabs</td><td>XYR1/M</td><td></td>conector</tr> de <tr><td>fibra</td><td>Thorlabs</td><td>S120-SMA</td><td>2 veces</td></tr><tr><td>anillo reductor para objetivos de microscopio</td><td>Qioptiq</td><td>G061621000</td><td>2x</td></tr><tr><td>Ajuste XY para adaptadores de objetivos</td><td>Qioptiq</td><td>G061025000</td><td>2x</td></tr><tr><td>montura de traslación z para adaptador</td><td>de fibra Thorlabs</td><td>SM1Z</td><td>2x</td></tr><tr><td>varillas para la alineación de la fibra a los objetivos</td><td>Qioptiq</td><td>G061210000</td><td>8x</td></tr><tr><td>monturas para lentes 1 y 2 más dos monturas phantom</td><td>Qioptiq</td><td>G061047000</td><td>4</td></tr><tr><td>soportes de riel para monturas de objetivos y lentes</td><td>Qioptiq</td><td>G061372000</td><td>6</td></tr><tr><td>rieles para soportes de rieles</td><td>Qioptiq</td><td>G061359000</td><td>2x</td></tr><tr><td>adaptador para cámara CCD a 1 poste</td><td></td><td></td> adaptador <td>interno</td></tr><tr><td>para láser a 4 postes</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>montura interna para lente 3</td><td>Thorlabs</td><td>LMR2/M</td><td></td></tr><tr><td>monturas para placas de media onda</td><td>Thorlabs</td><td>RSP1D/M</td><td>2</td></tr><tr><td>monturas para espejos</td><td>Thorlabs</td><td>KM100</td><td></td></tr><tr><td>5x montura para polarizador lineal</td><td>Thorlabs</td><td>RSP05/M</td><td></td></tr><tr><td>monturas para divisores de haz y SLM</td><td>Thorlabs</td><td>KM100PM/M</td><td>11x</td></tr><tr><td>brazos de sujeción para divisores de haz y SLM</td><td>Thorlabs</td><td>PM4/M</td><td>11x</td></tr><tr><td>postes para soportes, soportes de raíles y adaptadores</td><td>Thorlabs</td><td>TR75/M</td><td>29x</td></tr><tr><td>soportes para postes</td><td>Thorlabs</td><td>PH50/M</td><td>29x</td></tr><tr><td>pedestales para soportes</td><td>Thorlabs</td><td>BE1/M</td><td>29x</td></tr><tr><td>horquillas de apriete para pedestales</td><td>Thorlabs</td><td>CF125</td><td>29x</td></tr></tbody></table>

la transmisión de señales múltiples a través de una fibra óptica uso de frente de onda shaping

Transmission of Multiple Signals through an Optical Fiber Using Wavefront Shaping

La transmisión de múltiples señales ópticas independientes a través de una fibra multimodo se logra usando conformación del frente de onda con el fin de compensar la distorsión de luz durante la propagación dentro de la fibra. Nuestra metodología se basa en la conjugación de fase óptica digital que emplea un único modulador espacial de luz, donde el frente de onda óptica se modula de forma individual en diferentes regiones del modulador, una región por señal luminosa. enfoques conjugación de fase óptica digitales son considerados para ser más rápido que otros métodos de frente de onda, donde la formación de (por ejemplo) se lleva a cabo una determinación completa del comportamiento de la propagación de la onda de la fibra. En contraste, el enfoque presentado es eficiente en el tiempo ya que sólo requiere una calibración por señal luminosa. El método propuesto es potencialmente adecuado para la multiplexación por división espacial en la ingeniería de las comunicaciones. Otros campos de aplicación son el suministro de luz endoscópica en biofotónica, especialmente en Optogenetics, donde las células individuales en el tejido biológico tienen que estar iluminados selectivamente con alta resolución espacial y temporal.

<html> Señales de salida típica en el lado distal de la fibra larga 2 m se representan en la Figura 2. Tenga en cuenta que el punto focal deseada (pico) está acompañado por un patrón moteado no deseado (fondo), que se debe a la imperfección de la DOPC como una cuestión de principio. La correspondiente relación de pico a fondo (PBR) asciende a 53 (únicamente la señal 1 es &#39;on&#39;), 36 (únicamente la señal 2 se encuentra encendida) y 20 (ambas señales 1 y 2 están en &#...

Demostramos la transmisión de múltiples señales independientes a través de una fibra multimodo utilizando la conformación de frente de onda empleando un único modulador de luz espacial. Al modular el frente de onda para cada señal individualmente, se transmiten focos separados espacialmente. Las aplicaciones potenciales son la transferencia de datos multiplexados en ingeniería de comunicaciones y la entrega de luz endoscópica en biofotónica.

La transmisión de señales múltiples a través de una fibra óptica Uso de frente de onda Shaping

The transmission of multiple independent optical signals through a multimode fiber is accomplished using wavefront shaping in order to compensate for the ...

El objetivo general de este procedimiento es transmitir múltiples señales de luz individuales y espacialmente separadas a través de una única fibra multimodo, mientras se compensa la distorsión de la luz mediante la conversión de modos dentro de la fibra. Esta técnica novedosa puede ayudar a responder preguntas clave en biomedicina e ingeniería de comunicaciones cuando se deben extraer individualmente múltiples células biológicas o canales de señal de datos. La principal ventaja de esta técnica, que permite la modulación espaciotemporal de la luz, es que solo se necesita un único modulador espacial de luz para calibrar y transmitir múltiples señales independientes.Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia estudios no invasivos y terapias prospectivas o disfunciones neurológicas como la enfermedad de Parkinson. Mientras que el monitoreo y control de neuronas es una combinación del uso de señales luminosas espaciotemporales. Generalmente, las personas nuevas en este método tendrán dificultades debido al gran esfuerzo requerido para alinear el trayecto óptico, lo cual es inevitable para una transmisión de alta calidad.El experimento tiene lugar en una mesa óptica. Los eleme

transmission-multiple-signals-through-an-optical-fiber-using

Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

El artículo describe un procedimiento para almacenar paquetes de datos ópticos con una modulación arbitraria, de longitud de onda, y la velocidad de datos. Estos paquetes son la base de las telecomunicaciones modernas.

Almacenamiento cuasi-luz de los datos ópticos de paquetes

Desarrollamos y caracterizar un trastorno de polímero de fibra óptica que utiliza transversal localización de Anderson como un mecanismo de guía de ondas novela. Esta fibra microestructurada puede transportar un pequeño haz localizado con un radio que es comparable con el radio del haz de fibras ópticas convencionales.

Fabricación y Caracterización de Polímeros desordenados Fibras ópticas para Transversal Anderson Localización de Luz

Describimos una técnica para inscribir rejillas de Bragg de fibra idénticas en cada núcleo de una fibra multinúcleo. Esto se logra introduciendo una superficie adicional en la trayectoria óptica para mitigar la lente por la superficie curva del revestimiento de fibra.

La escritura de Bragg en fibras Multicore

La detección de fluorescencia multicolor en microfluídica de gotas suele implicar sistemas de detección basados en microscopio de epifluorescencia voluminosos y complejos. Aquí describimos un esquema de detección multicolor compacto y modular que utiliza una matriz de fibras ópticas para codificar temporalmente los datos multicolor recopilados por un solo fotodetector.

Multicolor detección por fluorescencia de la gotita de microfluídica el uso de fibras ópticas

Mostramos cómo codificar el complejo campo de rayos láser mediante el uso de un elemento monofásico. Un interferómetro de sendero común se emplea para mezclar la información de fase mostrada en un modulador de luz espacial fase sólo para finalmente recuperar el patrón de campo complejo deseado en la salida de un sistema de proyección de imagen óptica.

Que forma la amplitud y fase de rayos láser mediante el uso de un modulador de luz espacial sólo fase

Se presenta un método para construir un láser de fibra de femtosegundo de bajo costo y bloqueado en modo para aplicaciones potenciales en microscopía multifotona, endoscopia y fotomedicina. Este láser se construye utilizando piezas disponibles comercialmente y técnicas básicas de empalme.

Fabricación personalizada de bajo costo y operación bloqueada por modo de un láser de fibra Femtosecond de dispersión normal para microscopía multifotón

La microscopía óptica de superresolución basada en chips es un enfoque novedoso para la microscopía de fluorescencia y ofrece ventajas en la rentabilidad y el rendimiento. Aquí, los protocolos para la preparación de chips y la toma de imágenes se muestran para la microscopía TIRF y la microscopía de superresolución basada en localización.

Fluorescencia de reflexión interna total de alto rendimiento y microscopía de reconstrucción óptica estocástica directa utilizando un chip fotónico

Este protocolo presenta una guía paso a paso para la técnica microscópica de autofluorescencia multiarmónica sin etiquetas simultáneas (SLAM), que incluye detalles sobre cómo generar la fuente de luz láser, preparar una muestra de tejido, realizar imágenes y analizar los datos. SLAM avanza en la microscopía no lineal midiendo cuatro contrastes complementarios sin etiquetas para investigar el microambiente tisular.

Microscopía multiarmónica de autofluorescencia simultánea sin etiquetas

Resolución óptica de microscopía fotoacústica (O-PAM) es una tecnología emergente capaz de absorción de imágenes ópticas...

Tridimensional óptico resolución microscopía fotoacústica

Biosensores interactuar con entornos complejos, biológicos y realizar una detección selectiva mediante la combinación de sensores altamente sensibles con sondas muy específicas que figuran en el sensor a través de modificación de la superficie. Aquí, se demuestra la funcionalización de la superficie de los sensores ópticos de sílice con biotina utilizando agentes de acoplamiento de silano para reducir el sensor y el entorno biológico.

Colocación de sondas biológicas de biosensores ópticos de silicio mediante agentes de acoplamiento de silano

Aprende a transmitir múltiples señales luminosas independientes a través de una fibra óptica multimodo utilizando conformación de frente de onda con moduladores espaciales de luz. Esta técnica avanza la biofotónica y las comunicaciones.

La transmisión de señales múltiples a través de una fibra óptica Uso de frente de onda Shaping

Explorar más videos